哈勃空(kong)間望遠(yuan)鏡(jing)的(de)(de)(de)歷史(shi)可以(yi)(yi)追溯至1946年天文(wen)(wen)學(xue)家萊曼·斯必澤(Lyman Spitzer, Jr.)所(suo)提出(chu)的(de)(de)(de)論文(wen)(wen):《在(zai)地球之外的(de)(de)(de)天文(wen)(wen)觀測優(you)勢》。在(zai)文(wen)(wen)中,他指出(chu)在(zai)太(tai)(tai)空(kong)中的(de)(de)(de)天文(wen)(wen)臺(tai)有兩項優(you)于地面天文(wen)(wen)臺(tai)的(de)(de)(de)性能。首(shou)先,角分辨(bian)率(物(wu)體能被(bei)清楚分辨(bian)的(de)(de)(de)最小分離角度)的(de)(de)(de)極限(xian)(xian)將只(zhi)受限(xian)(xian)于衍射,而不是由造成星光(guang)閃爍、動(dong)蕩不安(an)的(de)(de)(de)大氣所(suo)造成的(de)(de)(de)視象度。在(zai)當時,以(yi)(yi)地面為基地的(de)(de)(de)望遠(yuan)鏡(jing)解析力只(zhi)有0.5-1.0弧秒,相(xiang)較下(xia),只(zhi)要口徑(jing)2.5米的(de)(de)(de)望遠(yuan)鏡(jing)就能達(da)到(dao)理論上衍射的(de)(de)(de)極限(xian)(xian)值0.1弧秒。其次,在(zai)太(tai)(tai)空(kong)中的(de)(de)(de)望遠(yuan)鏡(jing)可以(yi)(yi)觀測被(bei)大氣層(ceng)吸收殆盡的(de)(de)(de)紅(hong)外線(xian)(xian)和紫(zi)外線(xian)(xian)。
斯(si)必澤以(yi)空(kong)(kong)間(jian)望(wang)遠鏡(jing)(jing)為(wei)事業,致力于空(kong)(kong)間(jian)望(wang)遠鏡(jing)(jing)的推展。在1962年(nian),美國國家科(ke)學(xue)院在一份報告中推薦空(kong)(kong)間(jian)望(wang)遠鏡(jing)(jing)作為(wei)發展太(tai)空(kong)(kong)計劃的一部(bu)分(fen),在1965年(nian),斯(si)必澤被任命(ming)為(wei)一個科(ke)學(xue)委(wei)員會(hui)(hui)的主(zhu)任委(wei)員,該委(wei)員會(hui)(hui)的目的就是建造一架空(kong)(kong)間(jian)望(wang)遠鏡(jing)(jing)。
在(zai)(zai)(zai)第二次世界大戰(zhan)時,科學家利(li)用發(fa)展火(huo)箭技術的(de)同時,曾經小規模的(de)嘗試過以太(tai)(tai)空為(wei)基(ji)地(di)的(de)天(tian)(tian)文學。在(zai)(zai)(zai)1946年(nian),首度觀(guan)察到了(le)太(tai)(tai)陽的(de)紫外(wai)線光譜。英國在(zai)(zai)(zai)1962年(nian)發(fa)射(she)了(le)太(tai)(tai)陽望(wang)遠鏡放置在(zai)(zai)(zai)軌道上,做為(wei)亞利(li)安太(tai)(tai)空計劃(hua)的(de)一(yi)(yi)部分。1966年(nian)NASA進行(xing)了(le)第一(yi)(yi)個軌道天(tian)(tian)文臺(OAO)任(ren)務,但第一(yi)(yi)個OAO的(de)電池(chi)在(zai)(zai)(zai)三天(tian)(tian)后就(jiu)失效,中止了(le)這項任(ren)務了(le)。第二個OAO在(zai)(zai)(zai)1968至1972年(nian)對恒星和星系進行(xing)了(le)紫外(wai)線的(de)觀(guan)測,比(bi)原先的(de)計劃(hua)多工作(zuo)了(le)一(yi)(yi)年(nian)的(de)時間。
軌道(dao)天(tian)文臺任(ren)務展(zhan)示了以太空(kong)為基地的(de)天(tian)文臺在(zai)(zai)天(tian)文學(xue)上扮(ban)演的(de)重要角色,因(yin)此在(zai)(zai)1968年(nian)NASA確(que)定了在(zai)(zai)太空(kong)中建造直徑(jing)3米反射(she)望(wang)遠鏡的(de)計(ji)劃(hua),當時(shi)暫時(shi)的(de)名稱是大型軌道(dao)望(wang)遠鏡或大型空(kong)間(jian)望(wang)遠鏡(LST),預計(ji)在(zai)(zai)1979年(nian)發射(she)。這個計(ji)劃(hua)強調須(xu)要有人進(jin)(jin)入太空(kong)進(jin)(jin)行維護,才能(neng)確(que)保(bao)這個所費不貸的(de)計(ji)劃(hua)能(neng)夠(gou)延(yan)續夠(gou)長的(de)工作(zuo)時(shi)間(jian);并且同步發展(zhan)可(ke)以重復使用的(de)航天(tian)飛機(ji)技(ji)術(shu),才能(neng)使前(qian)項(xiang)計(ji)劃(hua)成為可(ke)行的(de)計(ji)劃(hua)。
軌道天(tian)文(wen)臺計劃(hua)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)成功,鼓舞(wu)了(le)(le)越來越強的(de)(de)(de)(de)(de)(de)公眾輿論支(zhi)持(chi),大型空(kong)間(jian)望(wang)(wang)遠(yuan)(yuan)鏡(jing)應該是天(tian)文(wen)學領域內(nei)重要(yao)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)目標(biao)。在(zai)(zai)(zai)1970年(nian)NASA設立(li)了(le)(le)兩個委員會(hui),一個規劃(hua)空(kong)間(jian)望(wang)(wang)遠(yuan)(yuan)鏡(jing)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)工(gong)程,另(ling)一個研究空(kong)間(jian)望(wang)(wang)遠(yuan)(yuan)鏡(jing)任務的(de)(de)(de)(de)(de)(de)科學目標(biao)。在(zai)(zai)(zai)這(zhe)之后,NASA下一個需(xu)要(yao)排除(chu)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)障礙就是資(zi)金(jin)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)問題,因為(wei)這(zhe)比任何一個地面上的(de)(de)(de)(de)(de)(de)天(tian)文(wen)臺所耗費的(de)(de)(de)(de)(de)(de)資(zi)金(jin)都要(yao)龐大許(xu)多倍。美國的(de)(de)(de)(de)(de)(de)國會(hui)對空(kong)間(jian)望(wang)(wang)遠(yuan)(yuan)鏡(jing)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)預算需(xu)求提出了(le)(le)許(xu)多的(de)(de)(de)(de)(de)(de)質疑,為(wei)了(le)(le)與裁軍所需(xu)要(yao)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)預算對抗(kang),當時(shi)就詳細的(de)(de)(de)(de)(de)(de)列出了(le)(le)望(wang)(wang)遠(yuan)(yuan)鏡(jing)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)硬(ying)件需(xu)求以及后續發(fa)展所需(xu)要(yao)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)儀器(qi)。在(zai)(zai)(zai)1974年(nian),在(zai)(zai)(zai)裁減政府開支(zhi)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)鼓動下,杰拉爾德·福特(te)剔除(chu)了(le)(le)所有進行空(kong)間(jian)望(wang)(wang)遠(yuan)(yuan)鏡(jing)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)預算。
為(wei)回應此,天文(wen)學(xue)(xue)家(jia)協調了全國(guo)性的游說努力。許多天文(wen)學(xue)(xue)家(jia)親自前往拜會(hui)眾議(yi)員(yuan)和參(can)議(yi)員(yuan),并且(qie)進行了大(da)規(gui)模的信件和文(wen)字宣(xuan)傳。國(guo)家(jia)科學(xue)(xue)院出(chu)版的報(bao)告也強調空間望遠鏡的重要(yao)性,最后參(can)議(yi)院決議(yi)恢復原先被國(guo)會(hui)刪除的一半預算。
資金的(de)(de)(de)縮(suo)減導(dao)致目標項目的(de)(de)(de)減少,鏡片的(de)(de)(de)口徑也(ye)由(you)3米(mi)縮(suo)為(wei)(wei)2.4米(mi),以降低成本和更(geng)有(you)效與緊密的(de)(de)(de)配置(zhi)望遠(yuan)鏡的(de)(de)(de)硬件。原先計(ji)(ji)劃做為(wei)(wei)先期測試,放置(zhi)在衛星上的(de)(de)(de)1.5米(mi)空(kong)(kong)(kong)間(jian)望遠(yuan)鏡也(ye)被取消了(le),對預算表(biao)示關切的(de)(de)(de)歐洲航(hang)天(tian)局也(ye)成為(wei)(wei)共同合(he)作的(de)(de)(de)伙(huo)伴。歐洲航(hang)天(tian)局同意提供經費和一些望遠(yuan)鏡上需要的(de)(de)(de)儀器,像(xiang)是做為(wei)(wei)動(dong)力來(lai)源的(de)(de)(de)太陽能電池,回(hui)饋(kui)的(de)(de)(de)是歐洲的(de)(de)(de)天(tian)文學(xue)家(jia)可以使用不少于15%的(de)(de)(de)望遠(yuan)鏡觀測時間(jian)。在1978年,美(mei)國國會撥付了(le)36,000,000元美(mei)金,讓大(da)型(xing)空(kong)(kong)(kong)間(jian)望遠(yuan)鏡開始設計(ji)(ji),并計(ji)(ji)劃在1983年發(fa)射升空(kong)(kong)(kong)。在1980年初(chu),望遠(yuan)鏡被命為(wei)(wei)哈勃,以紀念(nian)在20世紀初(chu)期發(fa)現(xian)宇宙膨脹的(de)(de)(de)天(tian)文學(xue)家(jia)艾德溫·哈勃。
空(kong)間望(wang)遠鏡(jing)的計劃一經批準,計劃就被(bei)分(fen)割成許(xu)多子計劃分(fen)送各機關執(zhi)行。馬歇爾太(tai)空(kong)飛行中(zhong)心(MSFC)負(fu)責設(she)計、發展和建(jian)造望(wang)遠鏡(jing),金(jin)石太(tai)空(kong)飛行中(zhong)心(GSFC)負(fu)責科學儀器(qi)的整(zheng)體控制和地(di)面的任務控制中(zhong)心。馬歇爾太(tai)空(kong)飛行中(zhong)心委(wei)托珀金(jin)埃爾默(mo)設(she)計和制造空(kong)間望(wang)遠鏡(jing)的光學組件,還(huan)有精(jing)密定位傳感器(qi)(FGS),洛克希德被(bei)委(wei)托建(jian)造安裝望(wang)遠鏡(jing)的太(tai)空(kong)船。
望遠(yuan)(yuan)鏡(jing)(jing)(jing)的(de)(de)鏡(jing)(jing)(jing)子和光學(xue)系(xi)統是(shi)(shi)(shi)最關鍵的(de)(de)部分(fen)(fen),因此在(zai)設計上有很嚴(yan)格的(de)(de)規范。一般(ban)的(de)(de)望遠(yuan)(yuan)鏡(jing)(jing)(jing),鏡(jing)(jing)(jing)子在(zai)拋(pao)光之后的(de)(de)準確(que)性大約是(shi)(shi)(shi)可見(jian)光波長的(de)(de)十分(fen)(fen)之一,但是(shi)(shi)(shi)因為空(kong)間望遠(yuan)(yuan)鏡(jing)(jing)(jing)觀測的(de)(de)范圍是(shi)(shi)(shi)從(cong)紫外線(xian)到近紅(hong)外線(xian),所(suo)以需要比以前的(de)(de)望遠(yuan)(yuan)鏡(jing)(jing)(jing)更高十倍(bei)的(de)(de)解析力,它的(de)(de)鏡(jing)(jing)(jing)子在(zai)拋(pao)光后的(de)(de)準確(que)性達到可見(jian)光波長的(de)(de)二(er)十分(fen)(fen)之一,也就是(shi)(shi)(shi)大約30納(na)米。
珀(po)金埃(ai)爾(er)默(mo)刻意使用(yong)(yong)(yong)極端復雜的(de)(de)(de)(de)(de)電腦控(kong)制拋(pao)光(guang)機研磨鏡(jing)(jing)子(zi),但(dan)卻在(zai)最(zui)尖端的(de)(de)(de)(de)(de)技術上出了(le)問(wen)題(ti);柯達被(bei)委托使用(yong)(yong)(yong)傳統的(de)(de)(de)(de)(de)拋(pao)光(guang)技術制作一個(ge)備(bei)用(yong)(yong)(yong)的(de)(de)(de)(de)(de)鏡(jing)(jing)子(zi)(柯達的(de)(de)(de)(de)(de)這面(mian)鏡(jing)(jing)子(zi)永(yong)久保(bao)存在(zai)史(shi)密(mi)松寧(ning)學(xue)會)。1979年,珀(po)金埃(ai)爾(er)默(mo)開始(shi)磨制鏡(jing)(jing)片(pian),使用(yong)(yong)(yong)的(de)(de)(de)(de)(de)是超低膨脹玻(bo)璃,為了(le)將(jiang)鏡(jing)(jing)子(zi)的(de)(de)(de)(de)(de)重量降(jiang)至(zhi)最(zui)低,采用(yong)(yong)(yong)蜂窩(wo)格子(zi),只有表面(mian)和底面(mian)各一吋是厚實(shi)的(de)(de)(de)(de)(de)玻(bo)璃。
鏡(jing)子的(de)拋(pao)(pao)光從(cong)1979年開(kai)始持續(xu)到(dao)1981年5月(yue),拋(pao)(pao)光的(de)進度已經(jing)落后(hou)并且超過了預算,這時(shi)NASA的(de)報告(gao)才開(kai)始對珀金埃爾默的(de)管(guan)理結構(gou)質疑。為了節(jie)約經(jing)費,NASA停止支援(yuan)鏡(jing)片的(de)制作,并且將發射日期延后(hou)至1984年10月(yue)。鏡(jing)片在(zai)1981年底全部完成,并且鍍上了75納米厚的(de)鋁增強反射,和25納米厚的(de)鎂氟保(bao)護(hu)層。
因(yin)為在光學望遠鏡組合上的(de)(de)預算持續膨脹,進(jin)度(du)也落(luo)后的(de)(de)情(qing)況下,對珀金埃(ai)爾(er)默能否勝任后續工(gong)作的(de)(de)質疑(yi)繼(ji)續存在。為了(le)回(hui)應被(bei)(bei)描述(shu)成“未定案和善變的(de)(de)日報表”,NASA將發射的(de)(de)日期再延(yan)至(zhi)(zhi)1985年(nian)(nian)的(de)(de)4月(yue)(yue)。但是,珀金埃(ai)爾(er)默的(de)(de)進(jin)度(du)持續地以(yi)每(mei)季增加一個(ge)月(yue)(yue)的(de)(de)速率(lv)惡(e)化中,時(shi)間上的(de)(de)延(yan)遲也出現了(le)每(mei)個(ge)工(gong)作天都在持續落(luo)后的(de)(de)情(qing)況。NASA被(bei)(bei)迫延(yan)后發射日期,先延(yan)至(zhi)(zhi)1986年(nian)(nian)3月(yue)(yue),然后又(you)延(yan)至(zhi)(zhi)1986年(nian)(nian)9月(yue)(yue)。這時(shi)整個(ge)計劃的(de)(de)總花費已(yi)經高(gao)達美金11億(yi)7500萬。
安置望(wang)遠鏡和儀器的(de)太空船(chuan)是(shi)主要工程上的(de)另(ling)一個(ge)挑戰(zhan)。它必(bi)須能(neng)勝任與(yu)抵(di)擋在陽(yang)光與(yu)地(di)球的(de)陰影之間(jian)(jian)頻(pin)繁進(jin)出所造成的(de)溫度(du)變(bian)化,還(huan)要極端的(de)穩定并能(neng)長間(jian)(jian)的(de)將望(wang)遠鏡精確的(de)對準(zhun)目標(biao)。以多層絕緣(yuan)材料制(zhi)成的(de)遮蔽物能(neng)使望(wang)遠鏡內部(bu)的(de)溫度(du)保持穩定,并且以輕(qing)質(zhi)的(de)鋁殼(ke)包圍住(zhu)(zhu)望(wang)遠鏡和儀器的(de)支(zhi)架(jia)。在外殼(ke)之內,石墨環氧的(de)框架(jia)將校準(zhun)好的(de)工作儀器牢(lao)固的(de)固定住(zhu)(zhu)。
有一段時間用于安置儀器和望(wang)遠(yuan)(yuan)鏡(jing)的(de)(de)太(tai)空船(chuan)在(zai)(zai)建造上比(bi)光學望(wang)遠(yuan)(yuan)鏡(jing)的(de)(de)組合來得順利,但洛(luo)克(ke)希德仍(reng)然經歷了預算(suan)(suan)不足(zu)和進(jin)度(du)的(de)(de)落(luo)后,在(zai)(zai)1985年(nian)的(de)(de)夏天之前,太(tai)空船(chuan)的(de)(de)進(jin)度(du)落(luo)后了5個(ge)月,而(er)預算(suan)(suan)超出(chu)了30%。馬歇爾太(tai)空飛行中心的(de)(de)報告認為(wei)洛(luo)克(ke)希德在(zai)(zai)太(tai)空船(chuan)的(de)(de)建造上沒有采取主動(dong),而(er)且過度(du)依(yi)賴NASA的(de)(de)指導。
在1983年,空間(jian)(jian)望遠鏡(jing)科(ke)學協會(STScI)在經歷NASA與科(ke)學界之間(jian)(jian)的權力(li)爭奪后成立。空間(jian)(jian)望遠鏡(jing)科(ke)學協會隸屬(shu)于美國大學天文(wen)研究聯盟 (AURA),這是由32個美國大學和7個國際會員組成的單位(wei),總部(bu)坐(zuo)落在馬里蘭州巴爾地摩的約翰·霍普金斯大學校園內。
空間(jian)(jian)望遠(yuan)鏡科(ke)學協會負責(ze)空間(jian)(jian)望遠(yuan)鏡的(de)操(cao)作(zuo)和將(jiang)數據(ju)交付(fu)給天(tian)文(wen)學家(jia)。美(mei)國國家(jia)航(hang)空航(hang)天(tian)局(NASA)想將(jiang)之(zhi)做為(wei)內部的(de)組織(zhi),但是科(ke)學家(jia)依據(ju)科(ke)學界的(de)做法將(jiang)之(zhi)規(gui)劃(hua)創立(li)成研(yan)究單位,由NASA位在馬里(li)蘭州綠堤(di),空間(jian)(jian)望遠(yuan)鏡科(ke)學協會南方48公里(li),的(de)哥達(da)德太空飛行中(zhong)心和承包廠商提供工程上的(de)支援。哈勃(bo)望遠(yuan)鏡每(mei)天(tian)24小時(shi)不(bu)間(jian)(jian)斷的(de)運(yun)作(zuo),由四個(ge)工作(zuo)團隊輪流負責(ze)操(cao)作(zuo)。
空間望(wang)遠(yuan)鏡歐洲協調機構于(yu)1984年設立在(zai)德國(guo)鄰(lin)近慕尼(ni)黑的(de)(de)Garching bei München,為(wei)歐洲的(de)(de)天文學家提(ti)供相(xiang)似的(de)(de)支援。
在1990年4月哈(ha)勃(bo)空間望遠(yuan)(yuan)鏡發射(she)升空的(de)(de)數(shu)星期后,研究人員(yuan)發現從哈(ha)勃(bo)空間望遠(yuan)(yuan)鏡傳回(hui)來的(de)(de)圖片有嚴重的(de)(de)問題,獲得的(de)(de)最佳圖像品質也遠(yuan)(yuan)低于(yu)當(dang)初(chu)的(de)(de)期望:點源的(de)(de)影像被擴(kuo)散成(cheng)超過一弧秒半徑的(de)(de)圓。
通過對圖樣(yang)缺陷的(de)(de)分(fen)析顯(xian)示,問題來(lai)源于(yu)(yu)主鏡(jing)的(de)(de)形狀被磨錯了。雖然這(zhe)個(ge)差異小于(yu)(yu)光(guang)的(de)(de)1/20波長, 鏡(jing)面(mian)(mian)與(yu)需要的(de)(de)位置只差了微不足道的(de)(de)2微米(mi),但這(zhe)個(ge)差別造(zao)成了災難性(xing)的(de)(de)球面(mian)(mian)像差。這(zhe)樣(yang)來(lai)自(zi)鏡(jing)面(mian)(mian)邊(bian)緣的(de)(de)反射光(guang)不能(neng)聚(ju)集在與(yu)中央的(de)(de)反射光(guang)相同的(de)(de)焦點上(shang)。
1993年(nian),奮進號(hao)執行了(le)對(dui)哈(ha)勃空間望遠(yuan)(yuan)鏡的(de)第一(yi)(yi)次維修,研究人員設計(ji)一(yi)(yi)個有(you)相同的(de)球(qiu)面(mian)像差(cha),但功效相反的(de)光(guang)(guang)學(xue)(xue)系統(tong)來(lai)抵消(xiao)錯誤,相當于配上一(yi)(yi)副能(neng)改正(zheng)球(qiu)面(mian)像差(cha)的(de)眼鏡。用(yong)來(lai)改正(zheng)球(qiu)面(mian)像差(cha)的(de)儀器(qi)稱為空間望遠(yuan)(yuan)鏡光(guang)(guang)軸補償校正(zheng)光(guang)(guang)學(xue)(xue)(COSTAR)。為了(le)給COSTAR在望遠(yuan)(yuan)鏡內提供位置,必(bi)須移(yi)除其中一(yi)(yi)件儀器(qi),天文學(xue)(xue)家(jia)的(de)選擇是犧牲高速光(guang)(guang)度計(ji)。
除此之外,廣(guang)域和(he)行星(xing)照相機被(bei)第二(er)代廣(guang)域和(he)行星(xing)照相機以及內部的(de)光學更(geng)新系統(tong)取代。另外,太(tai)陽能板和(he)驅動的(de)電(dian)子設備、四個用于(yu)望(wang)遠鏡(jing)定位的(de)陀螺儀、二(er)個控制盤(pan)、二(er)個磁力計和(he)其他的(de)電(dian)子組(zu)件也被(bei)更(geng)換。
1997年2月,發現(xian)號在STS-82航次中執行了第(di)二次維修任務。用 空間望遠鏡攝(she)(she)譜儀(STIS)和(he)(he)近紅外線照相(xiang)機(ji)和(he)(he)多(duo)目標分光儀(NICMOS)替換掉(diao)戈拉德(de)高解析攝(she)(she)譜儀(GHRS)和(he)(he)暗天(tian)體攝(she)(she)譜儀(FOS)。修護絕(jue)熱毯,再(zai)提升(sheng)哈勃的軌(gui)道。
在維修(xiu)中(zhong)出現的(de)意外縮短了儀(yi)器的(de)使用年(nian)限。安裝(zhuang)后吸熱(re)器的(de)部分熱(re)擴散意料之外地進入光學(xue)擋板,這(zhe)額外增加的(de)熱(re)量導(dao)致(zhi)儀(yi)器的(de)壽命由原先期望的(de)4.5年(nian)縮短為(wei)2年(nian)。
第三次(ci)維護(hu)任務(wu)仍然由發現號在(zai)1999年12月(yue)的(de)(de)(de)STS-103航次(ci)中執(zhi)行。在(zai)這次(ci)維護(hu)中更(geng)換(huan)了全部的(de)(de)(de)六臺陀螺儀(yi),也更(geng)換(huan)了一個精細(xi)導星傳感器和計(ji)算機,安裝(zhuang)一套組(zu)裝(zhuang)好的(de)(de)(de)電壓(ya)/溫度改(gai)善(shan)工具(VIK)以防止電池的(de)(de)(de)過熱,更(geng)換(huan)絕熱的(de)(de)(de)毯子。新的(de)(de)(de)計(ji)算器是能在(zai)低溫輻(fu)射下運作(zuo)的(de)(de)(de)英特(te)爾(er)486,可以執(zhi)行一些(xie)過去必須在(zai)地面處(chu)理的(de)(de)(de)與(yu)太空船有關的(de)(de)(de)計(ji)算工作(zuo)。
第四次(ci)維(wei)護(hu)任務(wu)由(you)哥倫比亞(ya)號在2002年3月的STS-109航次(ci)執行,用先進(jin)巡天照(zhao)相(xiang)機(ji)(ACS)替換了(le)暗天體照(zhao)相(xiang)機(ji)(FOC),更(geng)換了(le)新(xin)(xin)的冷卻系統和太(tai)陽(yang)能(neng)(neng)板。哈勃(bo)的配(pei)電(dian)系統也被更(geng)新(xin)(xin)了(le),這(zhe)是哈勃(bo)空間望遠(yuan)鏡(jing)升空之后,首(shou)度能(neng)(neng)完全的應用所獲得的電(dian)力。
在原本(ben)安排(pai)在2008年(nian)8月(yue)維修(xiu)任(ren)務中,航天員將更換新的(de)(de)電(dian)池(chi)和陀螺(luo)儀(yi),更換精細導(dao)星傳(chuan)(chuan)感器(FGS)并(bing)修(xiu)理空(kong)間望遠(yuan)(yuan)鏡影(ying)像攝譜儀(yi)(STIS)。并(bing)在保留先(xian)進(jin)巡天照(zhao)相(xiang)(xiang)機的(de)(de)同時,安裝二臺新的(de)(de)儀(yi)器:宇宙起源頻(pin)譜儀(yi)和第三代廣域照(zhao)相(xiang)(xiang)機。然而(er)NASA于2008年(nian)9月(yue)宣布哈勃(bo)空(kong)間望遠(yuan)(yuan)鏡上的(de)(de)數據處(chu)理系統出(chu)現嚴重(zhong)故障(zhang),無(wu)法(fa)正常存儲觀測數據并(bing)傳(chuan)(chuan)回地球,而(er)且(qie)由于哈勃(bo)太(tai)空(kong)任(ren)務高度與(yu)國際太(tai)空(kong)站距離十分遠(yuan)(yuan),太(tai)空(kong)人在緊急情況(kuang)下未能(neng)找到有效安全(quan)避難(nan)處(chu),這使得維護哈勃(bo)望遠(yuan)(yuan)鏡變為一項(xiang)極(ji)度危險的(de)(de)任(ren)務。
美國(guo)東部(bu)時(shi)(shi)間(jian)2009年(nian)5月(yue)11日14點01分(fen),美國(guo)“阿(a)特蘭蒂斯(si)”號航(hang)天(tian)飛機(ji)(ji)從佛羅里達州肯(ken)尼迪航(hang)天(tian)中心發射升空(kong)(kong)。在(zai)此次太(tai)空(kong)(kong)之(zhi)旅(lv)中,機(ji)(ji)上的(de)(de)(de)7名宇(yu)航(hang)員通過5次太(tai)空(kong)(kong)行走對(dui)哈(ha)勃太(tai)空(kong)(kong)望(wang)遠(yuan)鏡(jing)進行了最后一(yi)次維(wei)護(hu),為(wei)其更換了大量設備(bei)和輔助儀(yi)(yi)器(qi)(qi),這(zhe)些更新(xin)(xin)主(zhu)要包括(kuo):用第(di)三(san)代廣域照相機(ji)(ji)(WFC3)取(qu)代WFPC2;安裝(zhuang)新(xin)(xin)的(de)(de)(de)宇(yu)宙起源頻譜儀(yi)(yi)(COS)、取(qu)回該處的(de)(de)(de)COSTAR光學(xue)矯正系統(tong);修(xiu)復損(sun)壞的(de)(de)(de)先進巡天(tian)照相機(ji)(ji)(ACS);修(xiu)復損(sun)壞的(de)(de)(de)空(kong)(kong)間(jian)望(wang)遠(yuan)鏡(jing)攝譜儀(yi)(yi)(STIS);替(ti)換損(sun)壞的(de)(de)(de)精細導星傳感器(qi)(qi)(FGS);更換科(ke)學(xue)儀(yi)(yi)器(qi)(qi)指令和數(shu)據處理系統(tong)(SIC&DH);更換全部(bu)的(de)(de)(de)電池模組;更換所有的(de)(de)(de)6個陀(tuo)螺儀(yi)(yi)和3組定(ding)位傳感器(qi)(qi)(RSU);更換對(dui)接環(huan)、安裝(zhuang)全新(xin)(xin)的(de)(de)(de)絕(jue)熱毯(NBOL)、補充制冷劑等等。而這(zhe)將(jiang)會是哈(ha)勃空(kong)(kong)間(jian)望(wang)遠(yuan)鏡(jing)最后一(yi)次的(de)(de)(de)維(wei)護(hu)任務,會將(jiang)哈(ha)勃空(kong)(kong)間(jian)望(wang)遠(yuan)鏡(jing)的(de)(de)(de)壽命延長至2013年(nian)后。屆時(shi)(shi)發射的(de)(de)(de)詹(zhan)姆斯(si)·韋(wei)伯空(kong)(kong)間(jian)望(wang)遠(yuan)鏡(jing)能(neng)接續哈(ha)勃空(kong)(kong)間(jian)望(wang)遠(yuan)鏡(jing)的(de)(de)(de)天(tian)文任務。
大氣層中的大氣湍流與散射,以及會吸收紫外線的臭氧層,這些因素都限(xian)定(ding)了(le)地(di)面(mian)上望(wang)遠(yuan)鏡做進一步的(de)(de)觀測(ce)。太空(kong)望(wang)遠(yuan)鏡的(de)(de)出現使天(tian)文(wen)學(xue)家成功地(di)擺脫地(di)面(mian)條件的(de)(de)限(xian)制,并獲得(de)更加(jia)清晰與(yu)更廣(guang)泛波段的(de)(de)觀測(ce)圖像(xiang)。
空(kong)間望遠鏡(jing)(jing)的(de)概念最早出現(xian)上個世紀40年(nian)代,但一直到上個世紀90年(nian)代,哈勃(bo)空(kong)間望遠鏡(jing)(jing)才正式發射升空(kong),并觀測迄(qi)今(jin)。
哈勃空(kong)間望遠鏡(jing)屬于美國(guo)(guo)航空(kong)航天局(ju)(NASA)與歐洲航天局(ju)(ESA)的(de)合作項目(mu),其主要(yao)目(mu)標是建立(li)一(yi)個(ge)能長(chang)期(qi)在太空(kong)中進行觀測(ce)的(de)軌道天文(wen)(wen)臺。它(ta)的(de)名字來源(yuan)于美國(guo)(guo)著(zhu)名天文(wen)(wen)學家埃德溫·哈勃。
1990年(nian)4月(yue)25日,由(you)美(mei)國航天飛(fei)機送(song)上(shang)太(tai)空(kong)軌(gui)道(dao)的(de) “哈勃(bo)”望(wang)遠鏡長13.3米,直(zhi)徑4.3米,重(zhong)11.6噸,造(zao)價(jia)近30億美(mei)元。它(ta)以2.8萬公(gong)里(li)的(de)時速(su)沿太(tai)空(kong)軌(gui)道(dao)運行,清(qing)晰度是地面天文望(wang)遠鏡的(de)10倍以上(shang)。同時,由(you)于沒(mei)有大氣湍(tuan)流的(de)干(gan)擾,它(ta)所獲得的(de)圖(tu)像(xiang)和(he)(he)光譜具有極高的(de)穩定性和(he)(he)可重(zhong)復性。
哈勃空(kong)(kong)間望遠(yuan)(yuan)鏡得(de)到的數據(ju)首先被儲(chu)存在航天器(qi)中。在哈勃空(kong)(kong)間望遠(yuan)(yuan)鏡最開始(shi)發射時,儲(chu)存數據(ju)設(she)(she)(she)施是老(lao)式的卷帶式錄音機。但這(zhe)些設(she)(she)(she)備在之后的維修任(ren)務中得(de)到了(le)替換(huan)。每天哈勃空(kong)(kong)間望遠(yuan)(yuan)鏡大約分兩次(ci)將數據(ju)傳(chuan)送(song)至(zhi)地球(qiu)同步軌道跟蹤與數據(ju)中繼(ji)(ji)衛星系統,然后數據(ju)再被繼(ji)(ji)續發送(song)至(zhi)位(wei)于(yu)新墨西哥的白(bai)沙測(ce)試(shi)設(she)(she)(she)備,通過位(wei)于(yu)白(bai)沙測(ce)試(shi)設(she)(she)(she)備的60英尺(18米)直徑的高增益微波(bo)電線之一,信(xin)息最后被傳(chuan)送(song)到戈達德太空(kong)(kong)飛行中心和太空(kong)(kong)望遠(yuan)(yuan)鏡科學研(yan)究(jiu)所處存檔。
傳(chuan)送(song)來(lai)的數據必須要經過一系(xi)列處理才能為天文學家所(suo)用(yong)。空間望遠鏡(jing)研(yan)究所(suo)開發了一套(tao)軟(ruan)(ruan)件,能夠自動地對數據進(jin)行校(xiao)正。然后(hou)空間望遠鏡(jing)研(yan)究所(suo)將利用(yong)STSDAS (Space Telescope Science Data Analysis System) 軟(ruan)(ruan)件來(lai)選(xuan)取(qu)所(suo)需要的數據。
哈(ha)勃(bo)望(wang)(wang)遠鏡幫助科學家對宇宙的(de)(de)(de)研究(jiu)有了更深的(de)(de)(de)了解。然而,由于美(mei)國航空(kong)航天局將哈(ha)勃(bo)SM4確定為最后一次維修任務,因(yin)此,哈(ha)勃(bo)的(de)(de)(de)退役在即,而它(ta)新(xin)的(de)(de)(de)繼任者詹姆(mu)斯·韋伯太空(kong)望(wang)(wang)遠鏡(JWST)將發射升空(kong),并逐(zhu)步接替哈(ha)勃(bo)太空(kong)望(wang)(wang)遠鏡的(de)(de)(de)工作。
詹姆斯·韋伯太(tai)空望遠(yuan)鏡(James Webb Space Telescope,縮(suo)寫JWST)是計(ji)劃(hua)中(zhong)的紅外(wai)線觀(guan)測用(yong)太(tai)空望遠(yuan)鏡。作為將于(yu)2010年結束觀(guan)測活動的哈(ha)(ha)勃太(tai)空望遠(yuan)鏡的后續機,計(ji)劃(hua)于(yu)2011年發(fa)射升空。但因(yin)為制造方面的問題(ti),不(bu)(bu)得不(bu)(bu)延遲到2013年升空,因(yin)此,哈(ha)(ha)勃望遠(yuan)鏡也不(bu)(bu)得不(bu)(bu)冒(mao)險進行修補以繼續服役(yi)。因(yin)為費用(yong)已(yi)經(jing)升到了80億美元,鏡片也已(yi)經(jing)從原計(ji)劃(hua)的8米縮(suo)水為6.5米。這(zhe)視為觀(guan)察宇(yu)宙最(zui)遙(yao)遠(yuan)的地(di)方,也就是宇(yu)宙大(da)爆(bao)炸(zha)的第一縷光線的最(zui)低(di)要求了。系歐洲空間局(ESA)和美國宇(yu)航局(NASA)的共同運用(yong)計(ji)劃(hua),放置于(yu)太(tai)陽-地(di)球的第二拉格(ge)朗(lang)日點。
2015年(nian)4月21日,哈勃望遠鏡距離地(di)面約340英里(li)(約合547公(gong)里(li)),繞(rao)地(di)球公(gong)轉一周耗時97分鐘(zhong)。
光學系統
望遠(yuan)鏡(jing)(jing)(jing)的(de)(de)光(guang)(guang)學部分是整(zheng)個(ge)儀(yi)器的(de)(de)心臟。它采用(yong)卡塞格林式(shi)反(fan)(fan)射(she)(she)系統(tong),由(you)兩個(ge)雙曲面(mian)反(fan)(fan)射(she)(she)鏡(jing)(jing)(jing)組(zu)成(cheng),一(yi)個(ge)是口(kou)徑(jing)2.4米(mi)的(de)(de)主(zhu)鏡(jing)(jing)(jing)、另一(yi)個(ge)是裝在主(zhu)鏡(jing)(jing)(jing)前(qian)約(yue)4.5米(mi)處的(de)(de)副(fu)鏡(jing)(jing)(jing),口(kou)徑(jing)0.3米(mi)。投射(she)(she)到(dao)(dao)主(zhu)鏡(jing)(jing)(jing)上的(de)(de)光(guang)(guang)線(xian)首先(xian)反(fan)(fan)射(she)(she)到(dao)(dao)副(fu)鏡(jing)(jing)(jing)上,然后再由(you)副(fu)鏡(jing)(jing)(jing)射(she)(she)向主(zhu)鏡(jing)(jing)(jing)的(de)(de)中心孔,穿過中心孔到(dao)(dao)達(da)主(zhu)鏡(jing)(jing)(jing)的(de)(de)焦面(mian)上形(xing)成(cheng)高(gao)質量的(de)(de)圖像,供各(ge)種科學儀(yi)器進行精密處理,得出來的(de)(de)數(shu)據通過中繼衛星(xing)系統(tong)發(fa)回地(di)面(mian)。
廣域和行星照相機
廣(guang)域(yu)(yu)和(he)行星(xing)照(zhao)相(xiang)(xiang)機(ji)(WF/PC)原先(xian)計劃是光(guang)學觀(guan)測使(shi)用的(de)(de)高分(fen)辨(bian)率(lv)(lv)照(zhao)相(xiang)(xiang)機(ji)。由NASA的(de)(de)噴射推進(jin)實驗室制造,附有一套由48片光(guang)學濾鏡(jing)組成(cheng),可(ke)以(yi)篩(shai)選特殊的(de)(de)波(bo)段進(jin)行天(tian)體物理學的(de)(de)觀(guan)察。整套儀器(qi)使(shi)用8片CCD,做出了兩架照(zhao)相(xiang)(xiang)機(ji),每一架使(shi)用4片CCD。廣(guang)域(yu)(yu)照(zhao)相(xiang)(xiang)機(ji)(WFC)因為視野(ye)較廣(guang),在(zai)解像力上有所(suo)損失(shi),但(dan)可(ke)對光(guang)度(du)微弱的(de)(de)天(tian)體進(jin)行全景觀(guan)測。而行星(xing)照(zhao)相(xiang)(xiang)機(ji)(PC)行星(xing)照(zhao)相(xiang)(xiang)機(ji)每個畫素(su)的(de)(de)解析(xi)力為0.043弧秒,擁有比WFC長(chang)的(de)(de)焦距成(cheng)像,所(suo)以(yi)有較高的(de)(de)放大率(lv)(lv),可(ke)以(yi)與廣(guang)域(yu)(yu)照(zhao)相(xiang)(xiang)機(ji)互補,用于高分(fen)辨(bian)率(lv)(lv)的(de)(de)觀(guan)測。
在1993年12月(yue)STS-61的維修任務中,廣域和行(xing)星照相機(ji)被新的第二(er)代替換,為了避免混淆,通常WFPC就是第一代的廣域和行(xing)星照相機(ji),新機(ji)稱為WFPC-2。
1995年(nian)4月1日(ri)哈勃(bo)空間望遠鏡上的(de)(de)(de)(de)(de)大視場和(he)行星照相(xiang)機2(WFPC2)拍攝(she)了鷹(ying)狀星云(yun)的(de)(de)(de)(de)(de)照片(pian)。就像普通的(de)(de)(de)(de)(de)數碼相(xiang)機一樣,WFPC2也使用電(dian)荷(he)耦合器(qi)件(CCD)而(er)不是膠(jiao)卷來記錄影像。CCD是一個由光(guang)(guang)敏器(qi)件組成(cheng)的(de)(de)(de)(de)(de)陣列,其中(zhong)最小的(de)(de)(de)(de)(de)單(dan)元被(bei)稱為“像素”。而(er)它的(de)(de)(de)(de)(de)作(zuo)(zuo)用則是把接收到(dao)(dao)的(de)(de)(de)(de)(de)光(guang)(guang)信號(hao)(hao)轉(zhuan)化(hua)成(cheng)電(dian)信號(hao)(hao)。如(ru)下面(mian)會看(kan)到(dao)(dao)的(de)(de)(de)(de)(de),在(zai)得到(dao)(dao)最終絢(xuan)麗(li)圖像的(de)(de)(de)(de)(de)過程中(zhong)最艱巨的(de)(de)(de)(de)(de)工作(zuo)(zuo)就是從相(xiang)機本身產生的(de)(de)(de)(de)(de)干擾信號(hao)(hao)中(zhong)分離出那些有(you)用的(de)(de)(de)(de)(de)信號(hao)(hao),并(bing)且將這些信號(hao)(hao)轉(zhuan)化(hua)成(cheng)對(dui)天空中(zhong)某(mou)一點的(de)(de)(de)(de)(de)位置和(he)亮(liang)度測量。
WFPC2事實上是(shi)由(you)4架(jia)相機(ji)組成的——3架(jia)大(da)視(shi)場照(zhao)相機(ji)(WF)和1架(jia)行星(xing)照(zhao)相機(ji)(PC1)。除了PC1之外,其余每架(jia)相機(ji)所(suo)(suo)拍(pai)(pai)攝(she)(she)(she)的圖像都占據了照(zhao)片的四分(fen)之一。而(er)PC1所(suo)(suo)拍(pai)(pai)攝(she)(she)(she)的是(shi)局域的放大(da)影像,這使得天文(wen)學家可以(yi)在右上角看到局部(bu)更微小的細節。但是(shi)最(zui)終的圖像會(hui)先按比(bi)例把PC1所(suo)(suo)拍(pai)(pai)攝(she)(she)(she)的圖像縮小到和其他3架(jia)相機(ji)相同的程度,這就導致(zhi)(zhi)了“哈勃”WFPC2所(suo)(suo)拍(pai)(pai)攝(she)(she)(she)的照(zhao)片總會(hui)缺個(ge)角。WFPC2的視(shi)場大(da)約包含(han)了1600×1600個(ge)像素,這使得它(ta)大(da)致(zhi)(zhi)相當于(yu)一臺(tai)250萬(wan)像素的數碼相機(ji)。而(er)且WFPC2所(suo)(suo)拍(pai)(pai)攝(she)(she)(she)的圖像也不是(shi)真(zhen)彩(cai)色的,不過它(ta)所(suo)(suo)能看到的景(jing)象比(bi)起彩(cai)色膠卷來更接近(jin)于(yu)肉(rou)眼(yan)。
WFPC-2本身(shen)也將(jiang)在(zai)(zai)第(di)四(si)次(ci)維修任務中被在(zai)(zai)1997年開(kai)始研發的(de)WFC-3替換。
戈達德高解析攝譜儀
戈達德(de)高解析攝譜(pu)(pu)(pu)儀(GHRS)是被用(yong)于(yu)紫外線波段(duan)的(de)攝譜(pu)(pu)(pu)儀,由戈達德(de)太(tai)空中心制造,可以達到90,000的(de)光譜(pu)(pu)(pu)分辨率,同時也為FOC和FOS選擇適宜觀測的(de)目標。它舍棄了CCD,使用(yong)數位光子計數器作為檢測裝置。在1997年(nian)2月的(de)哈(ha)勃維護(hu)任務中被太(tai)空望遠鏡影(ying)像(xiang)攝譜(pu)(pu)(pu)儀(STIS)取代。
高速光度計
高(gao)速(su)光(guang)(guang)(guang)度(du)(du)計(ji)(HSP)能(neng)夠快速(su)的(de)(de)測量(liang)天(tian)體的(de)(de)光(guang)(guang)(guang)度(du)(du)變化(hua)和(he)偏極(ji)性(xing)。它可以每10微秒在紫(zi)外(wai)(wai)(wai)線(xian)、可見光(guang)(guang)(guang)和(he)近紅外(wai)(wai)(wai)線(xian)的(de)(de)波(bo)段上(shang)測量(liang)一(yi)次光(guang)(guang)(guang)度(du)(du),因此(ci)用(yong)(yong)于在可見光(guang)(guang)(guang)和(he)紫(zi)外(wai)(wai)(wai)線(xian)波(bo)段上(shang)觀測變星(xing),精(jing)確度(du)(du)至(zhi)少可以達(da)到2%。 高(gao)速(su)光(guang)(guang)(guang)度(du)(du)計(ji)因為主鏡(jing)的(de)(de)光(guang)(guang)(guang)學(xue)(xue)問題,自(zi)升(sheng)空以來一(yi)直未能(neng)成功使(shi)用(yong)(yong)。1993年12月(yue),在第一(yi)次的(de)(de)哈勃維護(hu)任(ren)務(wu)中(zhong),它被用(yong)(yong)于矯正其他儀器的(de)(de)光(guang)(guang)(guang)學(xue)(xue)問題的(de)(de)太(tai)空望(wang)遠鏡(jing)光(guang)(guang)(guang)軸(zhou)補償(chang)校正光(guang)(guang)(guang)學(xue)(xue)(COSTAR)替換掉。
暗天體照相機
暗(an)天(tian)體照相機的觀測波段(duan)在(zai)115至650納米,它在(zai)2002年被先進巡天(tian)照相機(ACS)取代(dai)。
暗天體攝譜儀
暗天(tian)(tian)體攝(she)譜(pu)(pu)儀(yi)(yi)是觀(guan)測(ce)波長(chang)在(zai)1150至8500埃的(de)攝(she)譜(pu)(pu)儀(yi)(yi)。在(zai)1997年第二次哈(ha)勃(bo)(bo)維(wei)護任務中被(bei)太(tai)空望遠鏡(jing)影(ying)像攝(she)譜(pu)(pu)儀(yi)(yi)(STIS)取代。FOC和FOS都是哈(ha)勃(bo)(bo)空間望遠鏡(jing)上分(fen)辨率(lv)最高的(de)儀(yi)(yi)器。這三(san)個儀(yi)(yi)器都舍棄了(le)CCD,使(shi)用(yong)數(shu)位光子(zi)計數(shu)器做為檢測(ce)裝置。FOC是由歐洲航天(tian)(tian)局制(zhi)造(zao), FOS則由Martin Marietta公司制(zhi)造(zao)。
其他儀器
最(zui)后一件儀器是(shi)由威斯康辛麥(mai)迪(di)遜大(da)學設計制造的(de)HSP,它用于在可見光和(he)紫外光的(de)波段上觀測變星,和(he)其他被篩選出的(de)天體在亮度上的(de)變化。它的(de)光度計每秒鐘可以偵測100,000次,精確度至少可以達到2%。
哈勃空(kong)間望(wang)遠鏡的(de)導引系統(tong)也可以做為科(ke)學儀(yi)器,它的(de)三(san)個(ge)精細(xi)導星傳(chuan)感器(FGS)在觀測(ce)期間主要用于保持望(wang)遠鏡指向的(de)準(zhun)確性, 但也能用于進行非常準(zhun)確的(de)天體測(ce)量(liang)(liang),測(ce)量(liang)(liang)的(de)精確度達到 0.0003弧(hu)秒。
哈勃(bo)空間望遠(yuan)鏡的(de)一些基本數據,由為NASA運(yun)營哈勃(bo)的(de)空間望遠(yuan)鏡研(yan)究所(suo)(STScI)提供。
望遠鏡尺寸
長(chang):43.5英尺(13.2米)
重:24500磅(11110千(qian)克)
最大(da)直徑:14英尺(4.2米)
任務數據
發射(she):1990年4月24日(ri)從發現(xian)號航天飛(fei)機發射(she)(第31次航天飛(fei)機任務STS-31)
進入預(yu)定位置:1990年4月(yue)25日
維護任務1:1993年12月
維(wei)護任務2:1997年2月
維護(hu)任務3A:1999年12月
維護(hu)任務3B:2002年2月
維護任務(wu)4:2009年(nian)5月
空間飛行數據
軌(gui)道(dao):平均高度307海里(569千(qian)米或353英里),軌(gui)道(dao)傾角(jiao)28.5度
軌道周期(qi):97分鐘(zhong)
速度:17500英里(li)每小時(28000千米每小時)
數據數據
哈勃每周傳輸約120千兆字節(GB)的(de)科學數據。約合(he)在(zai)一(yi)個書架上(shang)擺放3600英尺(chi)(1097米)高的(de)書籍所包含的(de)數據量。圖片(pian)和數據儲(chu)存在(zai)磁光盤(pan)上(shang)。
動力
能量源:太陽
機制:兩(liang)個25英(ying)尺太陽能電池板
功率:2800瓦特
電(dian)池(chi):6個鎳氫(qing)電(dian)池(chi),約合(he)20個汽車電(dian)池(chi)的容量
光學部件
主鏡直徑(jing):94.5英寸(2.4米)
主鏡重量:1825磅(828千克)
次鏡直(zhi)徑:12英寸(0.3米(mi))
次(ci)鏡重量:27.4磅(12.3千克)
從1990年到2015年4月,哈勃望遠(yuan)鏡在地球軌道上(shang)運行了(le)接近(jin)13萬7千圈,累計54億公里(li),執行了(le)120多萬次觀(guan)測任務(wu),觀(guan)察了(le)超過38,000個天體。
哈勃望遠(yuan)鏡(jing)觀測(ce)到(dao)的目標中最遠(yuan)的是(shi)距地球130億(yi)光年的原始(shi)星系(xi),這些星系(xi)的發(fa)出光芒(mang)來自大爆炸后剛剛形成的宇宙(zhou)早(zao)期(qi)。
平均每個月,哈(ha)勃都會產生(sheng)829G觀(guan)測數(shu)據,累計已超過100T。
在(zai)(zai)執行任務的(de)早期,哈勃望遠鏡證明了大質量黑(hei)洞在(zai)(zai)宇(yu)宙中普(pu)遍存在(zai)(zai)——大多出(chu)現在(zai)(zai)星系的(de)中央位置(zhi)。同時,天(tian)文學家還(huan)在(zai)(zai)它(ta)的(de)幫助下,觀測(ce)到宇(yu)宙膨脹的(de)精確數(shu)據,從(cong)而(er)推算出(chu)宇(yu)宙年齡為138億年(誤(wu)差(cha)不超過3%)。
在(zai)這一過程中(zhong),“暗能(neng)量”這個(ge)如今在(zai)科學界頻頻出現的神秘概(gai)念,逐漸為人們所(suo)知曉。而且(qie)在(zai)“大爆炸”之后,另一個(ge)非常關鍵(jian)的“暴漲”階段對于(yu)我們宇宙的結構同樣起(qi)著決定性的作用。
截至2015年4月(yue),直接或間(jian)接通過(guo)哈(ha)勃望遠(yuan)鏡的(de)(de)成(cheng)果(guo)而發表(biao)的(de)(de)科學論文數目,達到12800篇(pian),包括(kuo)幾項問鼎(ding)諾貝爾獎的(de)(de)成(cheng)果(guo)。
2013年(nian)10月(yue),哈勃太空望(wang)遠鏡發現了(le)可能是宇宙中(zhong)測量距離上最遙遠的(de)星系,來(lai)自德(de)克(ke)薩斯大學(xue)等研究人員通(tong)過MOSFIRE攝譜儀精確測量了(le)該星系的(de)距離,其大約(yue)存在(zai)于宇宙大爆炸后(hou)的(de)7億年(nian)左(zuo)右。
哈勃(bo)空(kong)間望(wang)遠(yuan)(yuan)鏡對(dui)(dui)造(zao)(zao)父變星的(de)(de)(de)(de)(de)觀測(ce)(ce)(ce)為(wei)哈勃(bo)常數的(de)(de)(de)(de)(de)精(jing)確(que)(que)測(ce)(ce)(ce)量提供了保證。哈勃(bo)的(de)(de)(de)(de)(de)精(jing)細導星傳(chuan)感(gan)器對(dui)(dui)造(zao)(zao)父變星進行(xing)了直接(jie)的(de)(de)(de)(de)(de)視(shi)差測(ce)(ce)(ce)量,大大削減(jian)了用造(zao)(zao)父變星周光關系推算距(ju)離的(de)(de)(de)(de)(de)不確(que)(que)定(ding)性。在(zai)哈勃(bo)空(kong)間望(wang)遠(yuan)(yuan)鏡之前,觀測(ce)(ce)(ce)得(de)到(dao)的(de)(de)(de)(de)(de)哈勃(bo)常數有1-2倍的(de)(de)(de)(de)(de)差異,但是在(zai)有了新的(de)(de)(de)(de)(de)造(zao)(zao)父變星觀測(ce)(ce)(ce)之后(hou)宇宙距(ju)離尺度的(de)(de)(de)(de)(de)不確(que)(que)定(ding)性猛然下降到(dao)了大約只(zhi)有10%,從而對(dui)(dui)宇宙的(de)(de)(de)(de)(de)擴張速率和年齡有更正確(que)(que)的(de)(de)(de)(de)(de)認知。
哈(ha)勃空間望遠鏡還有助于研究(jiu)諸如獵戶(hu)星云之類的恒星形成區(qu)。通過哈(ha)勃空間望遠鏡對(dui)獵戶(hu)星云的早期(qi)觀(guan)測發(fa)現(xian),其中聚集了(le)許多(duo)被濃密氣體和(he)塵埃(ai)盤包裹的年輕恒星。盡管已經從理論上和(he)甚(shen)大天(tian)線陣的觀(guan)測中推測出來了(le)這(zhe)些盤的存在(zai),但是直到(dao)哈(ha)勃所拍攝的高分辨率照片才第一次直接(jie)揭示出了(le)這(zhe)些盤的結構和(he)物理性質。
哈勃(bo)的觀(guan)測還在超(chao)新星(xing)爆(bao)發和γ射(she)線(xian)暴之(zhi)間建立(li)起(qi)了(le)聯系。通過哈勃(bo)對γ射(she)線(xian)暴余輝的觀(guan)測,研究人(ren)員把這(zhe)些暴發鎖(suo)定在了(le)河外星(xing)系中的大(da)質量恒星(xing)形(xing)成(cheng)區。由此哈勃(bo)望遠鏡(jing)也令人(ren)信服地(di)證明了(le)這(zhe)些劇烈(lie)的爆(bao)發和大(da)質量恒星(xing)死亡的直接聯系。
哈勃(bo)空間望遠鏡(jing)最早的(de)(de)核心計劃(hua)之一就是(shi)要(yao)建立起由(you)黑(hei)(hei)(hei)洞(dong)(dong)(dong)(dong)驅動的(de)(de)類星(xing)(xing)體(ti)和星(xing)(xing)系之間的(de)(de)關(guan)系。之后,通過它們對周圍(wei)恒星(xing)(xing)的(de)(de)引力作(zuo)用,針對“哈勃(bo)”所獲得(de)的(de)(de)近距星(xing)(xing)系光譜的(de)(de)動力學模型證實了(le)黑(hei)(hei)(hei)洞(dong)(dong)(dong)(dong)的(de)(de)存在。這(zhe)些研(yan)究也導(dao)致了(le)對十幾個(ge)星(xing)(xing)系中(zhong)央黑(hei)(hei)(hei)洞(dong)(dong)(dong)(dong)質(zhi)量(liang)的(de)(de)可靠測量(liang),揭示出了(le)黑(hei)(hei)(hei)洞(dong)(dong)(dong)(dong)質(zhi)量(liang)和星(xing)(xing)系核球質(zhi)量(liang)之間極為(wei)緊(jin)密的(de)(de)聯系。2011年11月8日,借助哈勃(bo)空間望遠鏡(jing),天文學家(jia)們首次(ci)拍攝到圍(wei)繞遙遠黑(hei)(hei)(hei)洞(dong)(dong)(dong)(dong)存在的(de)(de)盤狀構造。這(zhe)個(ge)盤狀結(jie)構由(you)氣體(ti)和塵埃構成,并且正處于不(bu)斷(duan)下(xia)降進入(ru)黑(hei)(hei)(hei)洞(dong)(dong)(dong)(dong)中(zhong)被消耗(hao)的(de)(de)過程中(zhong)。當這(zhe)些物質(zhi)落入(ru)黑(hei)(hei)(hei)洞(dong)(dong)(dong)(dong)的(de)(de)一瞬間,它們將釋放巨大的(de)(de)能量(liang),形成一種(zhong)宇宙射(she)電信號源,稱為(wei)“類星(xing)(xing)體(ti)”。
2012年(nian)3月,美(mei)國宇航局(ju)“哈勃”太(tai)空望遠鏡(jing)在距離地球24億(yi)光年(nian)的(de)“阿貝(bei)爾(er)520”星系團(tuan)中再次發現了一個巨大的(de)暗物質塊。這(zhe)一異常發現令天文學家百思不得其解(jie),并懷疑暗物質塊中可(ke)能藏有一個神秘(mi)的(de)“暗物質核(he)心(xin)”。
研究人員介紹說(shuo),在距離地(di)球24億光年的(de)(de)遙(yao)遠星(xing)系(xi)(xi)(xi)團“阿貝爾520”中(zhong),星(xing)系(xi)(xi)(xi)發(fa)生(sheng)碰撞(zhuang)后(hou),從(cong)星(xing)系(xi)(xi)(xi)中(zhong)分離出來(lai)的(de)(de)暗物質可能(neng)在星(xing)系(xi)(xi)(xi)周圍(wei)聚集(ji)形成(cheng)一(yi)個“暗物質核心(xin)”。由(you)于暗物質被認(ren)為是(shi)將星(xing)系(xi)(xi)(xi)結合成(cheng)一(yi)體(ti)的(de)(de)神秘(mi)“膠水”,因(yin)此這種現象(xiang)(xiang)本不應(ying)該存在。現象(xiang)(xiang)的(de)(de)問題是(shi),如果暗物質被認(ren)為是(shi)將星(xing)系(xi)(xi)(xi)結合成(cheng)一(yi)體(ti)的(de)(de)神秘(mi)“膠水”,那么星(xing)系(xi)(xi)(xi)碰撞(zhuang)后(hou)它們(men)仍(reng)然可以將星(xing)系(xi)(xi)(xi)“粘合”在一(yi)起(qi)。
這一異常(chang)現象最早發現于2007年(nian)。由于這一現象過于異常(chang),因此許多(duo)天文(wen)學家都將其作為一種假象而不予理會。然而,“哈(ha)勃”太(tai)(tai)空望(wang)遠(yuan)鏡最新的(de)觀測結果(guo)證實,“阿貝爾520”星系(xi)團中的(de)暗(an)物(wu)質(zhi)和(he)星系(xi)是(shi)分(fen)開(kai)的(de)。“哈(ha)勃”太(tai)(tai)空望(wang)遠(yuan)鏡觀測圖像藍綠色區域顯示,一個(ge)巨大的(de)暗(an)物(wu)質(zhi)塊位(wei)于熾(chi)熱的(de)氣體附(fu)近,但該區域幾乎看不到星系(xi)。
異(yi)常現象(xiang)的(de)再(zai)一次發現,讓(rang)天(tian)文學(xue)家們不(bu)得不(bu)對(dui)其重視起來并(bing)重新思(si)考(kao)它的(de)原(yuan)理(li)。暗(an)物質最早發現于(yu)大約80年前,被認為(wei)(wei)是將(jiang)星系結合(he)成一體的(de)“引力膠水”。事實上,天(tian)文學(xue)家對(dui)暗(an)物質仍(reng)然知之(zhi)甚少。“哈勃”太空望遠鏡(jing)研究項(xiang)目首席科學(xue)家、加利(li)福尼亞大學(xue)天(tian)文學(xue)家詹姆斯-吉(ji)表示,“這一結果令人困(kun)惑。暗(an)物質的(de)行為(wei)(wei)無法預測,很難(nan)說(shuo)清它的(de)原(yuan)理(li)。”
對于這一(yi)異常發現,研究團(tuan)(tuan)隊提出了數種(zhong)解(jie)釋,但最終每(mei)一(yi)種(zhong)解(jie)釋都會(hui)讓天文(wen)學家更(geng)為困(kun)(kun)惑。研究團(tuan)(tuan)隊成員、美國加州舊(jiu)金山州立大學科(ke)學家安迪謝-馬哈達(da)維(wei)曾(ceng)經是2007年對“阿貝爾520”星系(xi)團(tuan)(tuan)首(shou)次觀測(ce)項目的負(fu)責(ze)人,他表示,“這會(hui)讓你越來越困(kun)(kun)惑,越陷越深。”
對于(yu)這種矛盾現象(xiang),一(yi)個可(ke)能(neng)的解(jie)釋(shi)就是(shi),“阿貝爾520”星(xing)系(xi)團是(shi)三(san)個星(xing)系(xi)團之間復(fu)雜的交互體,而不僅(jin)僅(jin)是(shi)兩個碰撞系(xi)統(tong)。另一(yi)種可(ke)能(neng)就是(shi),“暗物質核心”中(zhong)包含有許多星(xing)系(xi),但是(shi)由(you)于(yu)它(ta)們過于(yu)暗淡而無法(fa)觀測到,甚至(zhi)“哈勃”太(tai)空望遠鏡都無法(fa)看(kan)到。
2013年12月3日(ri),美國航天(tian)局宣布,天(tian)文學家利(li)用哈勃太空(kong)望遠鏡在太陽系(xi)外發現(xian)5顆行(xing)(xing)星,它們的大氣層中都有水存(cun)在的跡象(xiang)。此前(qian)也曾觀測到少數大氣層中有水存(cun)在跡象(xiang)的系(xi)外行(xing)(xing)星,但這(zhe)是首次能確定性地測量多個系(xi)外行(xing)(xing)星的大氣光譜(pu)信號特征與強度(du),并(bing)進行(xing)(xing)比(bi)較。
這5顆行(xing)星(xing)(xing)(xing)分別叫做WASP-17b、HD209458b、WASP-12b、WASP-19b與XO-1b,它們的體積(ji)比地球大(da)得多,屬于(yu)“熱木星(xing)(xing)(xing)”型行(xing)星(xing)(xing)(xing),即大(da)小與木星(xing)(xing)(xing)相(xiang)當,但(dan)溫度極高、運行(xing)軌(gui)道距其繞行(xing)恒(heng)星(xing)(xing)(xing)非常近的氣態巨行(xing)星(xing)(xing)(xing)。
研究人員利用(yong)哈(ha)勃的廣(guang)角照相機,觀測這些行星(xing)大氣層吸收光線的細節特(te)征(zheng),結果發現,盡管(guan)5顆行星(xing)都有水存在的跡象,但信號均弱(ruo)于預期,他(ta)們(men)懷(huai)疑這是因為(wei)這些行星(xing)的大氣中有一層霾(mai)或灰塵的存在,導致信號減弱(ruo)。
由(you)于宇宙(zhou)(zhou)(zhou)學的研(yan)(yan)究(jiu)對象主要(yao)來自天(tian)文觀測,而這也(ye)是唯一能在宇宙(zhou)(zhou)(zhou)演化和(he)結構的基礎上測量宇宙(zhou)(zhou)(zhou)距(ju)離和(he)年齡的辦法。哈勃(bo)空間望遠鏡能夠(gou)通過對造(zao)父(fu)變星距(ju)離的測量來測定(ding)哈勃(bo)常數,而這與宇宙(zhou)(zhou)(zhou)在今天(tian)的膨脹(zhang)速度有(you)關。此外,通過對超(chao)(chao)新星的測定(ding),可以幫助研(yan)(yan)究(jiu)人員來限(xian)制超(chao)(chao)新星的亮(liang)度,從(cong)而進一步限(xian)制宇宙(zhou)(zhou)(zhou)早期(qi)膨脹(zhang)的屬(shu)性,從(cong)而為暗能量模型提供一個強有(you)力的限(xian)制。
早在(zai)1996年(nian),著名的(de)(de)(de)(de)哈(ha)勃(bo)(bo)空(kong)間(jian)望遠鏡就拍攝(she)到標志性的(de)(de)(de)(de)哈(ha)勃(bo)(bo)深場圖(tu)像(xiang),巨大數量的(de)(de)(de)(de)星系就隱藏在(zai)這片小天區中(zhong),美國宇航局(ju)計(ji)(ji)劃進行(xing)一(yi)次全新的(de)(de)(de)(de)深場成(cheng)(cheng)像(xiang)計(ji)(ji)劃。哈(ha)勃(bo)(bo)望遠鏡在(zai)捕捉深場圖(tu)像(xiang)時將收集(ji)極(ji)遙遠天體(ti)的(de)(de)(de)(de)微弱(ruo)(ruo)光(guang)線,慢(man)慢(man)“堆積”才(cai)能揭示宇宙大爆炸數億年(nian)后的(de)(de)(de)(de)情(qing)景,否(fou)則由于光(guang)線太(tai)弱(ruo)(ruo)而看不(bu)到當時宇宙中(zhong)存在(zai)的(de)(de)(de)(de)天體(ti)。在(zai)哈(ha)勃(bo)(bo)望遠鏡于2004年(nian)拍攝(she)的(de)(de)(de)(de)“超(chao)深場”圖(tu)像(xiang)中(zhong),收集(ji)光(guang)線的(de)(de)(de)(de)時間(jian)更(geng)久,2012年(nian)拍攝(she)的(de)(de)(de)(de)“極(ji)深場”圖(tu)像(xiang)則花(hua)了(le)更(geng)長(chang)的(de)(de)(de)(de)時間(jian)才(cai)完(wan)成(cheng)(cheng)成(cheng)(cheng)像(xiang)。
根據巴爾的(de)(de)摩空(kong)間望遠(yuan)鏡研究所科學(xue)家(jia)丹安·科介紹:“與超深(shen)場圖像(xiang)類似,本次哈勃拍攝的(de)(de)六個超深(shen)場圖像(xiang)計劃幾乎可(ke)獲得(de)相同品質,在哈勃前沿領(ling)域(yu)的(de)(de)任務中(zhong),收集光線花(hua)了(le)45個小時(shi),描繪出宇宙大爆炸后大約(yue)(yue)五(wu)億年的(de)(de)情景。”這些(xie)圖像(xiang)深(shen)刻揭示了(le)宇宙最深(shen)處(chu)的(de)(de)景象,捕捉到年代非常久遠(yuan)的(de)(de)星(xing)系和(he)從(cong)未見(jian)過的(de)(de)遙遠(yuan)星(xing)系。負責(ze)本項研究的(de)(de)科學(xue)家(jia)認為有些(xie)星(xing)系是(shi)之前尚未被發(fa)現的(de)(de),比如最遠(yuan)的(de)(de)星(xing)系MACS0647-JD,就距離地球大約(yue)(yue)133億光年處(chu),原始深(shen)空(kong)場也顯示了(le)在僅僅2.5弧分(fen)跨度上就存在大約(yue)(yue)3000個并未被觀測(ce)到宇宙星(xing)系。
作為(wei)天(tian)體觀測(ce)的(de)(de)主(zhu)力,美國(guo)宇航局(ju)希望哈勃(bo)望遠鏡能維持到2018年,其(qi)繼任者詹姆斯·韋(wei)伯空(kong)間望遠鏡將(jiang)在不(bu)久后發(fa)射(she)。研究(jiu)人員認為(wei)哈勃(bo)拍攝(she)的(de)(de)新(xin)深場(chang)圖像需要一定的(de)(de)運氣,那(nei)片黑暗的(de)(de)天(tian)區包含(han)了豐富的(de)(de)寶藏,這項新(xin)的(de)(de)觀測(ce)活動將(jiang)在2012年晚(wan)些時候開始。
2014年(nian)(nian)4月,美(mei)國航空航天(tian)局(NASA)哈勃太(tai)空望遠(yuan)鏡(jing)觀測(ce)結(jie)果(guo)(guo)顯(xian)示,“El Gordo”星系團(昵稱為(wei)“大(da)胖(pang)子”)所容納的(de)(de)(de)質量(liang)可能(neng)與(yu)三千萬億(yi)(yi)(3乘以10的(de)(de)(de)15次方)顆太(tai)陽(yang)相(xiang)當(dang)。這比原先(xian)科學(xue)家(jia)所估計的(de)(de)(de)值大(da)了(le)43%,質量(liang)可能(neng)與(yu)3千萬億(yi)(yi)顆太(tai)陽(yang)相(xiang)當(dang),約(yue)為(wei)銀河系質量(liang)的(de)(de)(de)3000倍。 “大(da)胖(pang)子”星系團的(de)(de)(de)編(bian)號為(wei)ACT-CL J0102-4915,距(ju)離地球超過70億(yi)(yi)光年(nian)(nian)。因(yin)此,天(tian)文(wen)學(xue)家(jia)觀測(ce)到的(de)(de)(de)信號,實際上已經(jing)有將(jiang)近一(yi)半的(de)(de)(de)宇宙年(nian)(nian)齡(約(yue)138億(yi)(yi)年(nian)(nian))。在2012年(nian)(nian)的(de)(de)(de)報道中,“大(da)胖(pang)子”星系團的(de)(de)(de)質量(liang)大(da)致相(xiang)當(dang)于2千萬億(yi)(yi)顆太(tai)陽(yang)。研(yan)究(jiu)者利用NASA的(de)(de)(de)錢(qian)德拉X射線天(tian)文(wen)臺和歐(ou)洲南方天(tian)文(wen)臺位于智利的(de)(de)(de)甚大(da)望遠(yuan)鏡(jing)陣列,對星系團內部的(de)(de)(de)氣(qi)體溫度以及星系的(de)(de)(de)運動進行了(le)研(yan)究(jiu),估算(suan)出了(le)這一(yi)數據。不過,該結(jie)果(guo)(guo)存在著(zhu)一(yi)些偏(pian)差,原因(yin)主要是該星系團可能(neng)是兩個星系團之間碰(peng)撞的(de)(de)(de)結(jie)果(guo)(guo)。
2015年(nian)9月(yue),哈勃太空望遠鏡拍到了蝴蝶狀星云“Twin Jet Nebula”,這一星云有兩片閃閃發光的(de)“彩虹(hong)翅(chi)膀”,仿佛一只美麗的(de)蝴蝶在展(zhan)翅(chi)飛翔。
實際上,對于(yu)哈(ha)(ha)勃用于(yu)地(di)面偵查(cha)的各種傳言都是(shi)很可笑的,因為美國軍(jun)方真正使用的空間地(di)面偵查(cha)技術領先哈(ha)(ha)勃的技術兩代以上。如KH-11“鎖(suo)眼”偵查(cha)衛星,與哈(ha)(ha)勃同為洛克希德馬丁制造(zao)的,制造(zao)時間也一樣,其(qi)地(di)面分(fen)辨率為15cm,遠高(gao)于(yu)哈(ha)(ha)勃的26cm。其(qi)外形與哈(ha)(ha)勃相似(si),不了(le)解(jie)這個領域(yu)的人有可能(neng)會把(ba)它誤認為是(shi)哈(ha)(ha)勃。 哈(ha)(ha)勃之所(suo)以曾經對地(di)面運作,是(shi)因為需要(yao)校準設備。
根據一(yi)架曝光的(de)俄羅(luo)斯A-60機(ji)(ji)載激(ji)光武(wu)器(Beriev A-60,蘇聯(lian)時期的(de)遺存(cun))試驗機(ji)(ji)照片,機(ji)(ji)身徽標圖案明(ming)確顯示出以激(ji)光攻擊哈勃(bo)(bo)空(kong)間(jian)(jian)望(wang)(wang)(wang)遠(yuan)鏡的(de)情景(jing)。這間(jian)(jian)接(jie)表明(ming)了哈勃(bo)(bo)空(kong)間(jian)(jian)望(wang)(wang)(wang)遠(yuan)鏡在軍事上對俄羅(luo)斯的(de)威脅程度。進而引發對哈勃(bo)(bo)空(kong)間(jian)(jian)望(wang)(wang)(wang)遠(yuan)鏡是(shi)否單純用于和平用途的(de)爭論,以及反對太空(kong)軍事化的(de)抗議。更有陰謀論者進一(yi)步指出:哈勃(bo)(bo)空(kong)間(jian)(jian)望(wang)(wang)(wang)遠(yuan)鏡初期的(de)“近視”缺陷(xian)乃有意為之,直至蘇聯(lian)解體后兩(liang)年(nian)才(cai)加以修正(zheng)。
韋伯空間望遠鏡
詹姆斯·韋(wei)伯空間(jian)望遠(yuan)鏡(jing)(JWST)是(shi)紅外空間(jian)觀測(ce)站,研究(jiu)人員計劃(hua)(hua)用它取(qu)代哈勃望遠(yuan)鏡(jing),用以探索遠(yuan)超過(guo)目前儀(yi)器可觀測(ce)到的宇宙中最(zui)遠(yuan)的對(dui)象。它由NASA帶頭(tou),與(yu)歐洲航天(tian)(tian)局和加(jia)拿大航天(tian)(tian)局合作。曾用名為NGST。在2002年更名,用以紀念NASA的首任局長James Webb,其設計口徑為6米,是(shi)哈勃望遠(yuan)鏡(jing)的2.5倍。JWST能(neng)觀測(ce)到的天(tian)(tian)體要(yao)比當前最(zui)大地(di)面(mian)望遠(yuan)鏡(jing)或(huo)空間(jian)紅外望遠(yuan)鏡(jing)要(yao)暗(an)400倍。原(yuan)計劃(hua)(hua)2012年升(sheng)空,但因為經濟危(wei)機推遲(chi),計劃(hua)(hua)推遲(chi)至2018年發射。
NASA計劃(hua)中將于2018年升空的詹姆斯·韋伯(bo)望(wang)遠(yuan)鏡是被寄予厚望(wang)的哈勃(bo)望(wang)遠(yuan)鏡繼任者。在韋伯(bo)領導下的美國宇航局,成(cheng)功實施(shi)了(le)“水星”和“雙(shuang)子星”載人航天計劃(hua),為(wei)人類成(cheng)功登(deng)月奠定(ding)了(le)堅實的基礎。
韋伯望(wang)遠(yuan)鏡在設(she)計(ji)時強(qiang)化了其紅外波段的(de)觀(guan)測能力(li),這將讓(rang)它能夠更(geng)好地看清宇宙中(zhong)更(geng)遙遠(yuan)、更(geng)暗(an)淡的(de)天體。相對(dui)于哈勃望(wang)遠(yuan)鏡,韋伯望(wang)遠(yuan)鏡將能夠進(jin)一步逼近大爆炸(zha)后(hou)的(de)年輕宇宙的(de)圖景,科(ke)學家估計(ji)它可以看到距離(li)200億(yi)光年遠(yuan)的(de)原始星系。
2019年,哈勃(bo)望(wang)遠(yuan)鏡(jing)和韋伯(bo)望(wang)遠(yuan)鏡(jing)將同時在(zai)軌(gui)道運(yun)行,幫助人類揭(jie)示(shi)宇宙的秘(mi)密。
“到(dao)那時(shi),人類(lei)將擁有前(qian)所未有的(de)觀測能力,面對未知的(de)宇(yu)宙,我們可以更好的(de)觀察它(ta),理解它(ta)。”格倫斯菲(fei)爾德(de)介(jie)紹(shao)說(shuo),“我相信,到(dao)時(shi)候一定會有"爆炸性"的(de)新發(fa)現!”
赫歇爾空間天文臺
2009年5月14日發送(song)的歐洲航天局(ju)赫歇(xie)爾空間天文臺,有一面鏡子赫歇(xie)爾大大超過(guo)哈勃,但只有在遠紅外線觀察。
大口徑太空望遠鏡
先(xian)進的(de)技術大口徑(jing)太(tai)空望遠(yuan)鏡(jing)(jing) 也已提上日程(cheng)。如(ru)果(guo)該項目批準的(de)話(hua),它(ta)將(jiang)有8至16米(320至640英寸)的(de)光(guang)學空間(jian)望遠(yuan)鏡(jing)(jing)。它(ta)是真正(zheng)的(de)哈勃望遠(yuan)鏡(jing)(jing)繼承人: 有能力觀察和拍(pai)攝的(de)光(guang)學,天體(ti)紫外線和紅外線的(de)波長(chang),但更高(gao)的(de)分辨率大大高(gao)于哈勃。
哈勃太空望遠(yuan)鏡(jing)廣域行(xing)星(xing)相(xiang)機2號(hao)拍攝(she)到NGC 6052星(xing)系,該星(xing)系距(ju)離地球2.3億(yi)光年,位于(yu)武仙星(xing)座中(zhong)。
人們(men)最初(chu)可能認為這是(shi)一個(ge)反常(chang)的星(xing)(xing)系(xi),但事實上它是(shi)處(chu)于(yu)形成(cheng)階段(duan)的“新(xin)星(xing)(xing)系(xi)”,兩個(ge)單獨(du)星(xing)(xing)系(xi)通過引力(li)吸引,逐漸聚集在(zai)一起(qi),最終發生碰(peng)撞(zhuang),目前我們(men)看到的是(shi)兩個(ge)星(xing)(xing)系(xi)碰(peng)撞(zhuang)合并的一個(ge)星(xing)(xing)系(xi)結構。
伴隨著(zhu)星系(xi)逐漸合(he)并(bing),一些恒星將(jiang)(jiang)脫離原(yuan)始軌道進入新(xin)的軌道位置(zhi),目前這(zhe)個(ge)新(xin)星系(xi)處于(yu)較(jiao)高的混沌(dun)狀(zhuang)態,最終新(xin)星系(xi)將(jiang)(jiang)形成一個(ge)穩定外形,它與這(zhe)兩個(ge)原(yuan)始星系(xi)都不(bu)相同。